電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置開(kāi)發(fā)與應用

在傳統的《電力拖動(dòng)》實(shí)訓教學(xué)中，一般都是采用灌輸式教學(xué)方式，教師講解實(shí)訓內容、演示實(shí)訓過(guò)程，學(xué)生根據教師的指點(diǎn)完成實(shí)驗工作，得出已經(jīng)確定的實(shí)驗結果，撰寫(xiě)實(shí)驗報告。
這種教學(xué)模式與電力拖動(dòng)實(shí)驗設備缺乏有密切的關(guān)系，但是大型的電力推動(dòng)實(shí)驗設備的價(jià)格比較高，并且需要經(jīng)常性的更新，所以多數院校并不愿意購置這些設備，所以電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置的開(kāi)發(fā)就成為了推動(dòng)《電力拖動(dòng)》課程改革的重要步驟。
一、電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置開(kāi)發(fā)
《電力拖動(dòng)》實(shí)訓仿真教學(xué)裝置開(kāi)發(fā)就是需要根據《電力拖動(dòng)》實(shí)訓教學(xué)的需要開(kāi)發(fā)的專(zhuān)門(mén)的電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置，滿(mǎn)足電力拖動(dòng)實(shí)驗教學(xué)的需要。就目前來(lái)說(shuō)，電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置開(kāi)發(fā)當中，有兩種設計開(kāi)發(fā)的思路。
(一)電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)設備的開(kāi)發(fā)
這種設備是運用PLC控制軟件、變頻調速設備等基礎上，來(lái)開(kāi)發(fā)電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)設備，其與真實(shí)的電力拖動(dòng)幾乎是*一致，其中用PLC控制軟件安裝在控制芯片組當中，變頻調速設備主要是為了適應不同的實(shí)驗需要，在功能和操作方式上與實(shí)際電力拖動(dòng)操作也基本一樣，是目前進(jìn)行電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)適合的設備。從目前來(lái)看，市場(chǎng)上已經(jīng)出現了這樣的設備，但是所開(kāi)發(fā)的這種設備雖然具有一定的升級空間，但是升級的空間非常有限，在應用以后需要升級和更換，其成本比較高。
(二)電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)
這種集成了計算機功能與計算機仿真技術(shù)開(kāi)發(fā)的裝置與實(shí)際電力拖動(dòng)操作功能基本一致，滿(mǎn)足學(xué)生的電力拖動(dòng)實(shí)訓的主要，目前在開(kāi)發(fā)當中所使用的軟件系統比較多，其中MATLAB軟件是應用為廣泛的方針軟件。
二、電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置的應用
電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)的內容有很多，電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置的應用過(guò)程中應用的范圍比較廣泛，在這里簡(jiǎn)單的說(shuō)明在幾個(gè)實(shí)驗教學(xué)中的應用情況。
(一)電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置開(kāi)發(fā)應用產(chǎn)品
伴隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，目前很多企業(yè)開(kāi)始生產(chǎn)電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置，當然不同的企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品是不同的。目前，在電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置主要包括兩種類(lèi)型，也就是電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)設備和仿真教學(xué)軟件，產(chǎn)品的銷(xiāo)售情況來(lái)看，前者的在市場(chǎng)上的產(chǎn)品比較多，市場(chǎng)接受度也比較好。
比如說(shuō)上海上益教育設備制造有限公司，所生產(chǎn)的SYJND-888T電力拖動(dòng)·PLC·變頻調速技能實(shí)訓裝置，是一款專(zhuān)門(mén)針對職業(yè)教育的和就業(yè)人員的實(shí)際操作、培訓和鑒定需要的電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)設備，這種設備的可以滿(mǎn)足《電力拖動(dòng)控制線(xiàn)路與技能訓練》《工廠(chǎng)電氣控制技術(shù)》《繼電接觸控制技術(shù)》《PLC原理及應用技術(shù)》等相關(guān)科目的實(shí)驗及實(shí)訓教學(xué)需要。
同時(shí)，為了滿(mǎn)足設備的擴張需要，在設計上采用掛箱結構，可以根據功能變化對其進(jìn)行擴展，包括電工技能和變頻調速癷時(shí)序項目都可以在此設備上完成。在設計上采用的元器件通過(guò)導線(xiàn)接入接線(xiàn)端的設計方法，這樣在使用的過(guò)程中既可以滿(mǎn)足實(shí)訓、實(shí)驗教學(xué)的目的，又能保護元器件不受損害。
此外，電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)軟件也有很多，比如說(shuō)大連通科應用技術(shù)有限公司就專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了一款電力拖動(dòng)仿真實(shí)訓軟件，該軟件安裝在計算機當中，可以模擬電力拖動(dòng)的運行環(huán)境及過(guò)程，學(xué)生通過(guò)電腦就可以完成實(shí)訓、實(shí)驗。
(二)雙閉環(huán)直流調速系統工程設計實(shí)驗
雙閉環(huán)直流調速系統是電力拖動(dòng)實(shí)驗教學(xué)當中的一個(gè)比較重要的實(shí)驗，在應用電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置進(jìn)行實(shí)驗的過(guò)程中，可以使用計算機軟件進(jìn)行模擬，在模擬實(shí)驗的過(guò)程中當中，先構建起Matlab/Simulink仿真環(huán)境，然后完成電動(dòng)機的電流與轉速的反饋控制。在具體的實(shí)驗當中可以采用晶閘管供電直流雙閉環(huán)調速系統，使用三相橋式電路作為整流裝置。
相關(guān)的設備及系統參有:直流電動(dòng)機:220V，136A，1460r/min，Ce=0．132Vmin/r，允許過(guò)載倍數λ=1．5，晶閘管裝置的放大系數:Ks=40，電樞回路總電阻:Ｒ=0．5Ω，時(shí)間常數是:Ti=0．03，Tm=0．18s。電流反饋系數為:β=0．05V/A(≈10V/1.5IN);轉速反饋系數:α=0．007Vmin/r(≈10V/nN)。
考慮到雙閉環(huán)直流調速系統的特點(diǎn)，轉速及電流反饋控制功能的實(shí)現，需要借助于采用的電流調節器。目前電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置當中，主要采用的是ACＲ電流調節器，其傳遞函數為，轉速調節器的傳遞函數可以表示為:
 
，學(xué)生在實(shí)驗的過(guò)程中需要先選擇確定ASＲ與ACＲ調機器的PI參數。從理論上來(lái)講解決這一問(wèn)題有一定的難度，但是并非是不可能的，可以使用調機器的工程設計方法，在使用以Matlab仿真技術(shù)為基礎的仿真軟件進(jìn)行仿真，然后將仿真結果與設計參與進(jìn)行對照，對相關(guān)設計參數經(jīng)進(jìn)行修正和調整。根據前期仿真設計，可以得出各個(gè)模塊的參數。比如說(shuō)假定得出的各個(gè)模塊的參數計算結果:給定電流信號Ui*=10V，電流鋁箔時(shí)間常數Toi=0．03s等，當然在這些參數只是建議，與實(shí)驗結果可能存在一定的差異，但是能夠反映出其應用的過(guò)程。從應用的效果來(lái)看，即使采用仿真軟件，也能較好的滿(mǎn)足實(shí)驗教學(xué)的需要。
總之，電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置開(kāi)發(fā)與應用的過(guò)程中，應該將開(kāi)發(fā)與電力拖動(dòng)實(shí)訓教學(xué)有效的結合起來(lái)，所設計的電力拖動(dòng)實(shí)訓仿真教學(xué)裝置必須能夠滿(mǎn)足實(shí)訓教學(xué)的需要，同時(shí)具有良好的可擴展性。